Antagonismo bacteriano como estrategia de supervivencia
Bajo condiciones de escasez, las bacterias que poseen T6SS, un aparato molecular que inyecta efectores tóxicos, pueden crecer a expensas de sus vecinas
En hábitats naturales, la disponibilidad de nutrientes limita el crecimiento bacteriano. El antagonismo bacteriano, la capacidad de dañar o matar células vecinas mediante sistemas de secreción que inyectan toxinas, no solo sirve para competir por espacio o recursos, sino también como una estrategia de alimentación o forrajeo: al lisar a sus vecinos, ciertas bacterias acceden a nutrientes fácilmente asimilables y sostienen su crecimiento bajo condiciones de escasez.
En un trabajo de Stubbusch y col, publicado en Science (2025), los autores descubrieron que las bacterias pueden superar la limitación de nutrientes adquiriéndolos con la lisis de células vecinas mediante antagonismo dependiente del contacto.
La clave es el T6SS (Type VI Secretion System), un aparato molecular que inyecta efectores tóxicos en células próximas y está presente en cerca del 25% de las bacterias Gram negativas secuenciadas.
En microambientes naturales, muchos nutrientes están en niveles bajos o en polímeros complejos, como polisacáridos, que requieren enzimas específicas. En ese contexto, la biomasa celular de otros microorganismos, rica en nucleótidos, aminoácidos y lípidos, puede ser un contenido nutritivo valioso si se logra liberar y captar localmente. El equipo examinó si el antagonismo dependiente de contacto permite, además de eliminar competidores, captar nutrientes del lisado de la célula atacada.
Se usó microfluídica de monocapa con seguimiento de una célula en tiempo real; marcas isotópicas estables de deuterio, SIP-Raman (stable isotope probing con microscopía Raman) para trazar el flujo de nutrientes, y tinción con ioduro de propidio para evaluar la permeabilidad de membranas. El sistema modelo incluyó Vibrio anguillarum (T6SS+) y Vibrio cyclitrophicus como blanco; en ensayos genéticos, Vibrio cholerae salvaje (T6SS+) versus su mutante ΔT6SS, con E. coli como blanco. Cuando el carbono disponible era metabolizable por el antagonista, como la N-acetilglucosamina, las células T6SS+ crecían exponencialmente, como se esperaba. Pero lo notable fue que, cuando el único sustrato presente solo era utilizable por la célula blanco, como alginato, las células T6SS+ no se multiplicaban en monocultivo y, sin embargo, sí crecían en cocultivo con el blanco.
Las bacterias atacadas no se rompen de inmediato. Primero cambian de forma bacilar a esférica y su membrana se vuelve cada vez más permeable, hasta que finalmente estallan. Esta lisis lenta hace que los nutrientes salgan de a poco, lo que facilita que las bacterias antagonistas los absorban sin saturar sus sistemas de transporte. Gracias a ello, obtienen entre 2 y 50 veces más nutrientes que si la célula explotara de golpe. En ambientes densos, como los biofilms o la rizósfera, este proceso es aún más efectivo: cada célula destruida puede sostener la multiplicación de más de una bacteria atacante.
Las bacterias que usan el T6SS para romper a otras y aprovechar su lisado no necesitan tantos genes para degradar polisacáridos complejos del ambiente. Al comparar genomas de Vibrio, se vio que las unidades taxonómicas con T6SS tienen un metabolismo más reducido, en especial menos enzimas para procesar carbohidratos, como las alginato liasas. Esto indica que están genómicamente adaptadas a obtener nutrientes listos del material celular de otras bacterias, en lugar de invertir en rutas largas de degradación ambiental.
El análisis de genomas y bases ambientales mostró que el T6SS está presente en muchos ecosistemas: suelos, aguas dulces y marinas, subsuelos profundos, microbiotas de plantas y animales, e incluso en sistemas artificiales como plantas de tratamiento de efluentes. Esto sugiere que el forrajeo antagonista no es raro, sino una estrategia extendida en la naturaleza.
El T6SS se interpreta como una forma de predación facultativa: no existe una predación activa ni estructuras de fijación, sino aprovechamiento de nutrientes liberados por contacto cercano. Además de su papel en competencia, defensa o adquisición de DNA, este mecanismo también podría afectar los flujos biogeoquímicos, ya que el lisado celular aporta compuestos fácilmente reutilizables y materia orgánica más recalcitrante que contribuye al almacenamiento de carbono. Sería análogo al viral shunt de los virus marinos que infectan y destruyen células microbianas, desviando la materia orgánica del flujo trófico que normalmente iría a organismos superiores, hacia formas disueltas que alimentan a bacterias y arqueas.
El estudio demuestra que, bajo escasez de nutrientes, las bacterias T6SS+ pueden crecer a expensas del lisado de vecinas, beneficiándose particularmente de una lisis lenta que maximiza la captura local. La firma genómica y la amplia distribución ambiental del T6SS refuerzan que este forrajeo antagonista podría ser una estrategia común en comunidades densas. Para la microbiología de ecosistemas y la biogeoquímica, esto añade un mecanismo plausible de transferencia de nutrientes y redistribución de carbono que coexiste con competencia, cruzamiento trófico y otros intercambios microbianos.